Imagens de voltagem de dois fótons sem varredura

Resumo As imagens de voltagem de dois fótons têm sido há muito tempo anunciadas como uma abordagem transformadora capaz de responder a muitas questões antigas na neurociência moderna. No entanto, explorar todo o seu potencial requer o desenvolvimento de novas abordagens de imagem bem adaptadas às propriedades fotoftísicas dos indicadores de voltagem geneticamente codificados. Demonstramos que abordagens de excitação paralela desenvolvidas para fotostimulação de dois fótons sem varredura possibilitam imagens de voltagem de dois fótons com alta relação sinal-ruído (SNR). Usamos eletrofisiologia de patch-clamp de célula inteira para realizar uma caracterização completa da imagem de voltagem de dois fótons sem varredura usando três abordagens de iluminação paralela e lasers com diferentes taxas de repetição e comprimentos de onda. Demonstramos gravações de voltagem de trens de espículas de alta frequência e despolarizações sub-limiar de neurônios que expressam o indicador de voltagem geneticamente codificado JEDI-2P-Kv. Usando um laser de baixa taxa de repetição, realizamos gravações multicelulares de até quinze alvos simultaneamente. Coexpomos JEDI-2P-Kv e o canalrhodopsin ChroME-ST e aproveitamos seus espectros de absorção de dois fótons sobrepostos para evocar e visualizar potenciais de ação simultaneamente usando uma única fonte de laser. Também demonstramos imagens de dois fótons sem varredura in vivo de múltiplas células simultaneamente a até 250 µm de profundidade no córtex de barril de camundongos fixos à cabeça e anestesiados.